تقنيات التصنيع microfluidic لاختبار الضغط العالي من نقل رغوة CO2 فوق الحرجة الدقيقة في الخزانات غير التقليدية المكسورة

Hooman Hosseini; Feng Guo; Reza Barati Ghahfarokhi; Saman  A. Aryana

doi:10.3791/61369

يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية

مقالة منهجية

تقنيات التصنيع microfluidic لاختبار الضغط العالي من نقل رغوة CO₂ فوق الحرجة الدقيقة في الخزانات غير التقليدية المكسورة

6.5K مشاهدة

⸱

DOI:

10.3791/61369

⸱

يوليو 2, 2020

Hooman Hosseini¹ , Feng Guo² , Reza Barati Ghahfarokhi¹ , Saman A. Aryana²

¹Department of Chemical and Petroleum Engineering, University of Kansas, ²Department of Chemical Engineering, University of Wyoming

في هذه المقالة

ملخص

تصف هذه الورقة بروتوكولًا إلى جانب دراسة مقارنة لتقنيتين لتلفيق الميكروفلوري ، وهما التصوير الضوئي / النقش الرطب / الترابط الحراري والحفر الانتقائي الناجم عن الليزر (SLE) ، المناسب لظروف الضغط العالي. وتشكل هذه التقنيات منابر تمكينية للمراقبة المباشرة لتدفق السوائل في وسائط بديلة مُخرِكة ونظم مفككة في ظروف المكامن.

الملخص

وقد كانت قيود الضغط للعديد من منصات microfluidic تحديا كبيرا في الدراسات التجريبية microfluidic وسائل الإعلام المتصدع. ونتيجة لذلك، لم تستغل هذه المنصات استغلالا كاملا في المراقبة المباشرة للنقل عالي الضغط في الكسور. يقدم هذا العمل منصات microfluidic التي تمكن من المراقبة المباشرة لتدفق متعدد المراحل في الأجهزة التي تتميز وسائل الإعلام نفاذية بديلة ونظم كسر. وتوفر هذه المنصات مساراً لمعالجة المسائل الهامة التي تُطرح في الوقت المناسب مثل تلك المتعلقة_بقبض ثاني أكسيد الكربون واستخدامه وتخزينه. يقدم هذا العمل وصفا مفصلا لتقنيات التصنيع والإعداد التجريبي الذي قد يفيد في تحليل سلوك ثاني أكسيد الكربون فوق الحرج₂ (scCO₂₎الرغوة، وهيكلها واستقرارها. وتوفر هذه الدراسات رؤى مهمة فيما يتعلق بعمليات استرداد النفط المعززة ودور الكسور الهيدروليكية في استعادة الموارد من الخزانات غير التقليدية. يقدم هذا العمل دراسة مقارنة للأجهزة microfluidic وضعت باستخدام اثنين من التقنيات المختلفة: التصوير الضوئي / النقش الرطب / الترابط الحراري مقابل النقش الناجم عن الليزر الانتقائي. كلا التقنيات تؤدي إلى الأجهزة التي هي مقاومة كيميائيا وجسديا، وغير متسامحة مع ارتفاع الضغط ودرجة الحرارة الظروف التي تتوافق مع أنظمة تحت سطح المياه من الفائدة. توفر كلتا التقنيتين مسارات إلى القنوات الدقيقة المحفورة عالية الدقة وأجهزة مختبرية قادرة على الرقاقة. ومع ذلك، فإن التصوير الضوئي/النقش الرطب يتيح تصنيع شبكات القنوات المعقدة ذات الهندسة المعقدة، والتي ستكون مهمة صعبة لتقنيات الحفر بالليزر. يلخص هذا العمل بروتوكولاً للحفر الضوئي التدريجي والحفر الرطب والزجاجي، ويقدم ملاحظات تمثيلية عن نقل الرغوة ذات الصلة باسترداد النفط من التشكيلات الضيقة وغير التقليدية. وأخيراً، يصف هذا العمل استخدام جهاز استشعار أحادي اللون عالي الدقة لمراقبة سلوك الرغوة scCO₂ حيث يتم ملاحظة كامل الوسيطة نفاذية في وقت واحد مع الحفاظ على الدقة اللازمة لحل الميزات الصغيرة مثل 10 ميكرومتر.

المقدمة

وقد استخدم التكسير الهيدروليكي لبعض الوقت كوسيلة لتحفيز تدفق خاصة في تشكيلات ضيقة^1. وتتفاقم كميات كبيرة من المياه اللازمة في التكسير الهيدروليكي مع العوامل البيئية، والقضايا توافر المياه²، تلف تشكيل³، والتكلفة⁴ والآثار الزلزالية^5. ونتيجة لذلك، يتزايد الاهتمام بطرق التكسير البديلة مثل التكسير غير المائي واستخدام الرغاوي. قد توفر الطرق البديلة فوائد هامة مثل تقليل استخدام المياه⁶، التوافق مع المياه الحساسة تشكيلات⁷، الحد الأدنى إلى لا سد من تشكيل⁸، عالية اللزوجة الظاهرية من السوائل....